探究智能化变电站中电气二次设计的要点

莫小凤

摘要：随着科技的进步，电力行业中智能变电站的建设发展迅速，提高了电力运行的效率和质量。电气二次设计对智能变电运行有着重要影响，需要不断改进工程设计，提升设计水平，来提高变电站的运能能力。

关键词：智能化;变电站;电气二次设计

引言

现阶段我国电力设备快速发展，基于智能变电站中的电气二次设计问题已经得到越来越多人的关注。从目前相关技术的发展情况来看，电气二次设计中相关设备的功能逐渐增强，不仅满足复杂电力保护算法的应用要求，也能进一步提高电力系统运行的稳定性，具有显著技术优势。

1智能变电站电气二次设计的原则

从电网系统运行的角度来看，电气二次设计是保障变电站系统运行的关键，不仅能够增强电力系统的继电保护能力，也能保障用电质量，在当前智能化、数字化快速发展的情况下，变电站电气二次设计应该充分遵守以下原则：①整个电气二次设计应该遵照《智能变电站继电保护技术标准》以及《变电站用设计技术规范》的相关内容，并注意保证技术先进性;②满足智能变电站的技术应用要求，能够实现站控层、监控层等关键设备之间的信息转换要求，且能够实现相关设备之间的快速处理要求，最终实现更紧密的配合;③满足智能变电站数据监测的需求，具有数据显示、数据存储等信息编辑能力，各项监测数据可以通过专用网络上传到上位机平台上;④设备及其配备布置的合理性。同时从功能上来看，电气二次設计应该考虑智能变电站的未来运行需求，与传统变电站相比，智能变电站增设了过程层作为结构支持，并在电力输送期间，能够实现通信网络与电气设备的充分融合，最终提高了整个变电站的技术水平，并且间隔层中所涉及的电气设备能够基本实现网络化，使大量数字信息可以海子街进入到站控层交换机中，避免了传统工作模式下网络结构方案下接口装置的运行步骤，所以整个系统的运行效率更高。而为了满足这一功能，在电气二次涉及期间必须要从在线监测、标准协议上进行突破，这是适应智能化变电站输电功能的关键保障。

2智能变电站电气二次设计的要点

2.1智能设备的选择

在智能化变电站的电气二次设计中，智能设备的选择十分重要，其直接决定了电气二次系统的性能，电气二次智能设备主要有电子式的互感器装置、二次设备以及智能开关等。在智能开关的选择中，可选择智能开关，也可在传统的开关连接基础上使用智能终端的开关，智能开关具有在线检测的功能与智能控制的功能等，其还可以对变电站提供全面数字化的接口，具有十分强的智能性，但是对其维护和投入的成本开支则是比较大的。在传统开关连接基础上使用智能终端的开关，也就是把智能的终端和其进行连接，来提供数字化的接口，其维护和投入成本开支是比较低的，但缺少在线的监测功能，智能化的水平有限。在电子式的互感器选择中，可使用有源或者无源类型的装置，其中有源互感器是一种具备低功率的线圈类型电磁式的互感器类型，通过将电源和电子电路进行匹配，进而借助激光来对电源的稳定性问题进行有效解决。

2.2优化智能设备网络系统

要想确保电气二次设备正产运行还需要优化智能设备网络系统，通过通讯光缆提高通讯信息信号的噪声比，提高了信息传输效果。如果独立设置数据线路保护形式，减少辐射信号影响则需注意，信号噪音不可降低至0，信号输送功率也不会无线增加。所以，工作人员还应结合变电站设备运行效果选择适合的方案，保证信息传输率处于临界参数。此外，创建MMS、GOOSE、SNTP网络模式也是一种有效方法，按照100M双网结构形式从而实现稳定运行，达到双网双工运营与SNTP同步机制以及SV、GOOSE对报文的共网传输，采取网络跳闸并行模式。

2.3通信规约选择

智能化变电站的内部网络结构一般分成两层，分别是站控层的网络以及过程层的网络，其不同的网络所需要通信规约的选择也具有不同性。在站控层的网络中，可以使用103通信的规约，这种通信规约主要是一种传统的功能设计类型，尽管其具有互操作性比较差的劣势，但是在费用的投入是比较低的，可以使用在要求比较低，以及将以太网作为通信基础的系统中使用。另外，还存在一种以IEC61850网络为基础通信的规约类型，其主要是在网络通信的平台作为基础，进行针对对象进行变电站的系统设计，其是进行智能化变电站设计的有效平台形式，具有非常不错的实施性，但是这种形式具有建设通信规约的费用高特点，在过程层的网络规约选择中，由于这种网络规约形式是FT3帧的格式，其具有实施性好以及传输延时比较固定等优点，就可以选择这种网络规约形式，对于那些高要求串口的通信，则可以通过插值法进行同步的实现[

2.4保护配置

在变电站中每台主变配置2台变压器保护装置（采用主后合一的模式）以及1台变压器本体保护状态;在高压侧与低压侧可以分别设置一个操作箱，该操作箱的主要功能是完成分合高低压侧断路器。变压器的保护装置采用了主后合一的模式，采用后备保护与差动保护相结合的模式，其中差动保护和瓦斯保护作为主保护，差动保护和重瓦斯保护动作瞬时跳开变压器两侧断路器，同时跳开内桥侧断路器;而在高压侧后备保护中，普遍采用了间隙过流保护与复合电压闭锁过流保护的方法，通过对各种保护方法的整定，能够根据不同的系统操作要求实现主变保护，并根据不同的时限跳开保护[2]。而变压器本体保护功能则包含轻重瓦斯、油温异常以及压力释放等保护功能，其中在发生异常数据之后将会将其中的异常数据通知运行人员。内桥断路器内配置一台分段保护以及备自投装置，能完成桥开关的保护与备自投功能，期间桥开关过流保护动作出口，跳开条开关。

2.5控制保护电源

在220kV智能变电站建设中，秉持无人值班或者尽量少人值班的原则，因此，变压器保护、220kV线路保护均按双套配置，重要的控制回路也考虑了必要的冗余，故要求控制保护电源必须安全可靠且也应按冗余进行配置。在变电站控制方面，可以采用两套阀控式密封铅酸蓄电池作为电源，蓄电池直流110V，蓄电池容量初步估算为500Ah，蓄电池只数为54只，单体蓄电池浮充电压为2V。站区110V直流系统充电浮充电装置选用2套微机型高频开关电源装置，并选择20A的充电模块，采用单母线分段接线形式。本电站设备所需的交流控制操作电源取自厂用电380/220V系统。计算机监控系统上位机及网络设备设置有独立的电源装置（UPS）。

结语

综合分析，电气二次设计时不仅要做好智能设备控制，还需做好通讯公约、网络结构设计。只有这样才能保证智能变电站电气二次设计有效性，保证系统运行稳定与质量。此外，对工作人员也有严格要求，工作人员必须要抓住电气二次设计要点与质量管理，进而设计出高质优秀智能化变电站二次设备，推动智能化变电站进步发展。

参考文献

[1]张富刚，邓明，董武亮，等.变电站二次回路常见问题及对策[J].南方电网技术，2018，5（5）∶94-97.

[2]涂福荣，陈晓捷，汪逍旻.变电站电气二次专业三维数字化协同设计方案探讨[J].电工技术，2019（5）：56-57+68.

[3]钟永城.浅析电气二次设计在110kV综合自动化变电站的应用[J].电子世界，2018（24）：162-163.

[4]李建武.智能化变电站中电气二次设计要点分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2019（11）：285-286.

[5]周益华，唐卫华.安哥拉变电工程保护及电气二次设计浅析[J].电力勘测设计，2018（S2）：251-255.